Ujian senjata nuklear telah sejarah telah dibahagikan kepada empat kategori berdasarkan medium atau lokasi ujian.

• Ujian atmosfera: dilakukan dalam atmosfera. Ini biasanya dilakukan dengan meletupkan alat pada menara, balon, baj, pulau-pulau, atau dijatuhkan dari kapal terbang, serta juga ditanam cukup dalamnya untuk menghasilkan suatu kawah yang memecahkan permukaan bumi. Amerika Syarikat, Kesatuan Soviet, dan China telah menjalankan ujian yang melibatkan letupan bom pelancar peluru berpandu. Letupan yang cukup dekat dengan tanah sehingga menarik kotoran dan puing ke awan berbentuk cendawan lalu menghasilkan sejumlah besar luruhan nuklear (nuclear fallout) akibat penyinaran puing yang jatuh.Pentakrifan terhadap atmosfera ini digunakan dalam Perjanjian Pengharaman Ujian Terhad yang melarang ujian kelas ini bersama-sama dengan ujian-ujian jenis eksoatmosfera dan bawah air.
• Ujian bawah tanah: merujuk kepada ujian nuklear dijalankan di bawah permukaan bumi yang berbagai kedalaman. Ujian jenis ini kebanyakan dilakukan pihak Amerika Syarikat dan Kesatuan Soviet semasa Perang Dingin; bentuk ujian nuklear lain telah diharamkan oleh Perjanjian Pengharaman Ujian Terhad pada tahun 1963. Ujian bawah tanah bertujuan dikawal sepenuhnya mengurangkan jumlah luruhan yang terhasil, namun hasil sampingan ujian kadangkalanya akan "mengalir" ke atas permukaan, menghasilkan sekurang-kurang jumlah sisa radioaktif yang ada. Bawah tanah ujian, hampir dengan definisi, menyebabkan aktiviti seismos yang bermagnitud bergantung kepada hasil dari perangkat peranti nuklear dan komposisi medium yang diletupkan, dan biasanya mewujudkan kawah penenggelam.[2] Pada tahun 1976, Amerika Syarikat dan USSR bersetuju mengehadkan hasil ujian bawah tanah yang maksimum kepada untuk 150 kilotan melalui Perjanjian Pengharaman Ujian Terhad yang ditandatangani bersama.
  Bawah tanah ujian juga jatuh ke dua kategori fizikal: terowongan ujian pada umumnya mendatar terowongan melayang, dan batang ujian dalam lubang tebukan menegak.
• Ujian eksoatmosfera merujuk kepada ujian nuklear yang dijalankan di atas atmosfera, melalui pengangkutan roket. Letupan nuklear beraltitud tinggi boleh menjana pulsa elektromagnet nuklear (NEMP) apabila ia berlaku di ionosfera, zarah-zarah yang dicaskan hasil daripada letupan itu boleh menyeberangi hemisfera mengikut garis kuasa geomagnet lalu menghasilkan fenomena seakan sebuah aurora.
• Ujian bawah air hasil daripada peletupan peranti nuklear bawah air, biasanya dipasangkan ke kapal atau tongkang (yang kemudiannya dimusnahkan oleh letupan). Ujian seperti ini biasanya dijalankan untuk menilai kesan senjata nuklear terhadap kapal angkatan laut (seperti dalam Operasi Crossroads), atau untuk menilai keupayaan senjata nuklear berasaskan laut(seperti nuklear torpedo atau tuduhan mendalam). Air ujian dekat dengan permukaan boleh bersurai besar jumlah partikel radioaktif dalam air dan wap, mencemarkan berdekatan kapal atau struktur, walaupun umumnya mereka tidak membuat fallout lain daripada yang sangat tempatan untuk ledakan.